顶板初次来压是一种较为剧烈的矿压显现，坚硬岩层顶板情况下，来压瞬间弹性能突然释放极易造成破坏性动压冲击，顶板运动监测及控制难度高。针对这一问题，本文提出基于岩层倾角的顶板运动反演算法，以及局部微震动监测手段，并开发岩层倾角及局部微震动监测仪与相应的在线监测软件。　　论文取煤矿采煤工作面中部单位宽度的岩层为研究对象，基于梁理论建立“顶板-载荷-地基”力学分析模型，并给出岩梁倾角计算式。基于岩梁上4点处倾角及点间距数据，以岩梁跨度、断裂点位置、弯矩与剪力为求解量，建立非线性方程组，给出方程初值选取方法，采用牛顿法与遗传算法进行求解。提出倾角采样点布置应在开切眼一侧的关键层岩梁，以岩梁的极限跨度为参考值，不应超越跨中截面。假定不同工作面推进距离及相应的弯矩与剪力为方程初值，进行算例求解，算例表明：采用所述方法对岩梁真实跨度、岩梁断裂点位置、弯矩与剪力进行计算有效可行，给定跨度初值2倍于真实跨度的情况下，计算仍然能够较好收敛，最大误差小于5cm，满足工程计算精度需求，算法容错性好。　　进一步地开发基于惯性测量单元的岩层倾角与局部微震动监测仪，对相似材料模拟试验的初次来压过程进行监测研究。论证了采用岩层倾角及局部微震动监测仪对顶板运动进行监测的可行性及准确性。监测结果表明初次来压运动共经历3个时期：微观非显著运动期、宏观显著运动期、岩梁断裂期。微观非显著变化期占初次来压运动总时长的55.8%，岩梁无宏观运动，产生逐渐增强的微震动信号；宏观显著变化期占来压运动总时长的39.8%，岩梁产生倾角变化且变化速率逐渐增大；岩梁断裂期占来压运动总时长的4.4%，岩梁发生断裂触底并逐渐达到新的稳定结构。　　本文研究成果证明了基于倾角进行岩梁运动反演分析的理论可行性，为进一步的试验研究与工程实践提供了理论基础。局部微震动监测方法的提出，以及微观非显著运动期的存在，拓展了传统初次来压研究的时间跨度，为顶板来压发展状态的判别及预测预报提供了新的判据。